CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EDIFICIOS SESIÓN 8

Juan A. García Esparza Departamento de Ingenier ía Mecánica y Construcción Universitat Jaume I

ÍNDICE

1. CONCEPTOS INICIALES1.1. PELIGROSIDAD, VULNERABILIDAD y RIESGO S ÍSMICO.1.2. CONDICIONANTES Y PAUTAS PARA UN ADECUADO COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE.

2. EDIFICIOS EXISTENTES EN CENTROS HISTÓRICOS2.1. ESTUDIOS DE VULNERABILIDAD OBSERVADA A PARTIR DE LEVANTAMIENTOS POST-TERREMOTO.2.2. ÍNDICE DE VULNERABILIDAD EN EDIFICIOS DE MAMPOSTER ÍA.2.3. EVALUACIÓN DEL DAÑO EN MAMPOSTERÍA.

3. T ÉCNICAS DE INTERVENCI ÓN3.1. LA MEJORA SÍSMICA DE EDIFICIOS TRADICIONALES DE MAMPOSTERÍA3.2. EVALUACIÓN DE SOLUCIONES DE REFUERZO DE UN CONJUNTO DE EDIFICIOS HISTÓRICOS.

ANEXOA.1. NORMATIVA SISMORESISTENTE - NCSE02

CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EDIFICIOS SESIÓN 8Conservación (Restauración - Rehabilitación) y Mante nimiento.


1.1. PELIGROSIDAD, VULNERABILIDAD y RIESGO SÍSMICO

1.1.1. PARÁMETROS PRINCIPALES DE LOS SISMOS FUERTESLos terremotos pueden definirse como fracturas súbitas de la corteza terrestre.

DEFORMACIONES TECTÓNICAS- Características geométricas de la fuente sísmica- El mecanismo focal del terremoto - Las propiedades elásticas del material

FACTORES- La radiación de la fuente sísmica- El mecanismo de propagación de dichas ondas - La geometría del emplazamiento- La naturaleza del emplazamiento

AFECCIÓN- Estructuras

PROVOCAN- Rupturas en la superficie- Desplazamientos relativos

Con el objeto de medir el tamaño de los terremotos y compararlos unos con otros, nacen los conceptos de intensidad, magnitud y momento sísmico.



1.1.1.1. Magnitud y energía sísmicaEl concepto de magnitud compara la energía liberada en el foco en diferentes sismos.

La energía liberada por un terremoto es la suma de la energía transmitida en forma de ondas sísmicas y la disipada mediante otros fenómenos en el foco, principalmente en forma de calor.

Los métodos subjetivos evalúanel conjunto de daños que producen los sismos en las construcciones y en el entorno físico.

Los métodos analíticos evalúanel grado de afección de la energía liberada en el comportamiento de ciertas estructuras.

1.1.1.2. Intensidad sísmicaLa intensidad es un parámetro que mide los efectos locales que produce un mismo sismoen diferentes sitios, es decir, describe los daños ocasionados en edificios y estructuras.

En la práctica existen dos procedimientos para determinar la intensidad sísmica, uno subjetivo y otro analítico , de los cuales el más extendido es el primero.



1.1.2. POTENCIAL DESTRUCTIVO DE LOS TERREMOTOS

Cuatro condiciones generales para un desastre por terremoto:

• El tamaño del terremoto.• La fuente sísmica cercana a un área urbana.• El tamaño y distribución de las poblaciones afectadas y su desarrollo económico.• El grado de preparación y prevención de la población contra el sismo.

El potencial de desastre se incrementa cuanto:- Mayor y más cercano sea el sismo a un centro urbano.- Mayor sea la población y el desarrollo económico - Menor sea el grado de preparación contra sismos.

A pesar de que la sismicidad permanece constante, la destrucción de los sismos va aumentando desproporcionadamente.

- Rápido crecimiento y dispersión de la población en las áreas sísmicamente más

peligrosas.

- Se mantienen y/o no se advierte/controla/supervisa/cuestiona la existencia de

estructuras vulnerables, y por tanto peligrosas.



1.1.3. PELIGROSIDAD S ÍSMICA

Se entiende por peligrosidad s ísmica de una zona, los efectos provocados por terremotos en el suelo de dicha zona. Estos efectos pueden venir representados mediante la aceleraci ón, velocidad, desplazamiento o por la intensidad sentida en el lugar.

Al ocurrir un terremoto con unas ciertas características focales (profundidad, mecanismo focal, magnitud, etc.), parte de la energía disipada se convierte en ondas sísmicas, de reflexión, refracción, atenuación y amplificación, hasta llegar al basamento rocoso debajo del lugar de emplazamiento.

Los estudios de peligrosidad sísmica requieren de investigaciones muy detalladas de varias ciencias como la Geofísica, la Geología y la Geotécnica.

1.1.3.1. Evaluación de la peligrosidadBásicamente se deben considerar dos tipos de problemas:

• Efectos de amplificación dinámicadebidos a la geometría y naturaleza del suelo sobre roca en la proximidad del lugar de estudio;

• Efectos indirectos producidos por las vibraciones de las ondas sísmicas, tales como deslizamientos, licuefacción, etc.



1.1.4. VULNERABILIDAD SÍSMICALa otra componente fundamental del riesgo sísmico es la denominada vulnerabilidad.

Si al grado de daño que sufre una estructura, ocasionado por un sismo de determinadas características, se le denomina vulnerabilidad, se pueden entonces clasificar los edificios en "más vulnerables" o "menos vulnerables" frente a un mismo evento sísmico.

Así mismo, el ser más o menos vulnerable es una propiedad intrínseca de cada estructura, por tanto, independiente de la peligrosidad del lugar de emplazamiento.

El grado de daño que puede sufrir una estructura puede ser de dos tipos:a) Daño estructural o daño que se produce en elementos que forman parte del sistema

resistente de la edificación b) Daño no estructural que ocurre en los elementos que no forman parte del sistema

resistente principal



El daño estructural depende del comportamiento de los elementos del sistema resistente, sean vigas, columnas, muros de carga, arriostramiento, etc.

Este puede cuantificarse mediante un indicador de daño local asociándolo luego a un indicador de daño global de toda la estructura en conjunto.

Índice de daño económico = Coste de

reparación del daño / Coste de

reposición

Desde el punto de vista de los costes financieros , si se requiere conocer un índice de da ño económico global de la estructura:

El coste de reparación es una suma ponderada de los costes parciales de reparación, tanto de elementos estructurales como no estructurales.

* Estos se deben relacionar con los indicadores de daño estructural.

EMS’98



1.2. CONDICIONANTES Y PAUTAS PARA UN ADECUADO COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE.

Para compatibilizar el diseño arquitectónico, o quizá un modelo arquitectónico dado, con el diseño sismo-resistente se ha elaborado una síntesis de los condicionantes más importantes:

1.2.1. COLUMNA CORTACONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTEEsta situación, muy conocida, se produce por una disposición particular de las mamposterías que reduce notablemente la altura de los esfuerzos y consecuentemente su rigidez se incrementa inversamente proporcional al cubo de la altura de los pilares o columnas.

Este gran incremento de su rigidez concentra durante el terremoto un gran corte sísmicoque generalmente no pueden resistir, provocando la rotura de columnas adheridas a éstas.

INTERACCIÓN CON EL DISEÑO ARQUITECTÓNICOCondiciona el subsistema funcional, espacio-formal. En especial en la disposición de ventanas altas, etc.



1.2.4. TORSI ÓN S ÍSMICACONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE

- Torsión estructural : resulta de la no coincidencia del centro de torsión con el centro de masa de la construcción.

- Torsión accidental : prevista en las normas sismo-resistentes aún para cuando el centro de torsión coincida con el centro de masa.

- Torsión por deformabilidad de los entrepisos : esta situación aparece en edificios de formas especiales de tipo L, T, U, aún para cuando el centro de torsión coincida con el centro de masa.

- Torsión provocada por escalonamiento de la sismo-resistencia : esta situación se produce la rotura aislada de algún dispositivo resistente.



PAUTAS DE COMPATIBILIZACIONLas acciones frente a la torsión sísmica en general requieren:

-Coincidencia del (C. T.) y (C.M.).

-Formas simples, sim étricas y compactas.

-Evitar plantas en forma de L, T, U, que den entrepisos largos y flexibles.

Esta flexibilidad introduce un momento torsor incontrolable.

Por lo tanto, cabe definir el rol de los muros y tabiques con total precisi ón, que permita incluirlos en la sismo-resistencia total del edificio o desvincularlos de la misma.

1.2.5. SIMETRIASCONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTELa simetría de planta y estructura, en formas compactas, permite eliminar efectos torsionales. Esta ventaja es tanto más necesaria cuanto más alta es la construcción.



1.2.6. JUNTASCONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTEEstas son necesarias en los siguientes casos:

-Juntas de dilataci ón.

-Junta de separaci ón de cuerpos de un complejo arquitect ónico (estas son necesarias para separar cuerpos de diferentes alturas).

-Juntas de separaci ón de edificios colindantes.

En todos los casos las juntas pueden provocar el choque de edificios y ser causa de colapsos parciales y del escalonamiento de su capacidad de resistencia s ísmica, poniendo en peligro la seguridad total del mismo.

Se hace necesario, cuando sea inevitable adoptar mecanismos que amortig üen los choques. Por ejemplo el uso de láminas de neopreno.

PAUTAS DE COMPATIBILIZACION- Juntas de dilatación : Deben disminuirse al mínimo o directamente eliminarlas separando netamente los cuerpos.

- Juntas de separación de cuerpos : Deben disminuirse al mínimo o directamente eliminarlas mediante una separación neta de los diferentes cuerpos.

- Juntas entre edificios colindantes : Son generalmente inevitables. Están reglamentadas en las Normas Sismo-Resistentes. La tendencia actual es hacerlas de mayor dimensión.



1.2.7. PLANTA FLEXIBLECONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE

La existencia de una planta flexible* frente a la mayorrigidez de las restantes, al ocurrir un terremoto, trae consigo:

El corte sísmico de las plantas más rígidas es reducido y en cambio en la flexible es incrementado.

Esto implica una gran demanda de disipación de energía concentrada en la más flexible.

Esto, a su vez, requiere ductilidad y resistencia en una cantidad muy difícil de satisfacer.

*Los ejemplos conocidos en terremotos anteriores nos indican categóricamente la inconveniencia de las mismas.

PAUTAS DE COMPATIBILIZACION

Incrementar la rigidez estructural de dicho nivelhasta hacerla similar a la de los niveles restantes, con mecanismos sismo-resistentes adecuados.

La rigidización puede lograrse con tabiques sismo-resistentes de hormigón armado, tabiques u otras estructuras en damero y/o diagonal en función de las solicitaciones (compresión o tracción).



1.2.8. TERRENO DE CIMENTACIÓNCONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE

Las características cinemáticas del movimiento sísmico en un sitio determinado están ligadas a:

-La geología de la corteza terrestre -Las condiciones estructurales del suelo de cimentación-La respuesta dinámica del edificio por sus propias características dinámicas: distribución de masas y rigideces, amortiguamiento y ductilidad, y de la interacción suelo-estructura.

En consecuencia, es necesario conocer las propiedades mecánicas del suelo de cimentación.

- El terreno puede comportarse bien bajo cargas estáticas- El terreno puede presentar serios problemas bajo cargas sísmicas como el fenómeno de " licuefacción de suelos “.

PAUTAS DE COMPATIBILIZACIONEvitar la localización de las construcciones en terrenos de alto potencial de licuación. Salvo que su fundación pueda llevarse al terreno firme, no licuable.



1.2.10. EDIFICIO FLEXIBLE O RIGIDOCONDICIONANTES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISMO-RESISTENTE

En general una construcción rígida tiene las siguientes características:- Mayor costo de la estructura respecto de la construcción flexible por los mayores cortes y solicitaciones sísmicas a que están sometidas- Menos deformable, esto reduce el pánico, y los daños a objetos sueltos serán menores que en las construcciones flexibles.

Las construcciones rígidas, en general, parecen preferibles a las flexibles pero la diferencia de costos, sobre todo en edificios altos, suele ser importante.

Evitar la deformabilidad de la estructura puede transmitir tranquilidad a los ocupantes mediante defensas escalonadas (llamadas fusibles sísmicos).

Dotar a la construcción de elementos rígidos pero de poca resistencia, de manera que para sismos severos fallen, dejando actuar, intacta, la real estructura sismo-resistente más flexible.

INTERACCIÓN CON EL DISEÑO ARQUITECTÓNICOCondiciona el subsistema estructural-constructivo y el espacio-formal.

PAUTAS DE COMPATIBILIZACIONLa estabilización requiere definir el sistema estructural y también la función de los sistemas no-estructurales.



POST-TERREMOTO:PARA LAS TAREAS DE RECONSTRUCCIÓN DE ASENTAMIENTOS HUMANOS EXISTENTES SE DEBERA TENER EN CUENTA:

Informe:-Toma de datos: estudio de la situación de los edific ios y propuesta de intervención.

Post informe:-Formular códigos de edificación diferenciados para las distintas zonas, de acuerdo al informe elaborado, para la veri ficación de las estructuras resistentes de los edificios nuevos y l a consolidación de los existentes.

Rehabilitación y nueva ejecución:

-Mejorar los sistemas constructivos e incorporar otros nuevos, con los respectivos códigos de edificación.



2.1. ESTUDIOS DE VULNERABILIDAD OBSERVADA A PARTIR DE LEVANTAMIENTOS POST-TERREMOTO

El procedimiento comienza con un levantamiento de los datos gráficos y patológicos de cada edificio estudiado; a la vez que se investiga su vulnerabilidad, se realiza una evaluaci ón del da ño debido al terremoto ocurrido.

Clasificación:

2.1.1. Tipo de daño considerado en cada elemento estructural

- Tipo de daño considerado en paños verticales

- Tipo de daño considerado en paños de mampostería en arco

- Tipo de daño considerado para cubiertas sobre sub-estructura de madera o acero

- Tipo de daño considerado para cubiertas en arco de mampostería

- Tipo de daño en escaleras de madera

- Tipo de daño en escaleras de mampostería



2.1.1. Tipo de daño considerado en cada elemento estructural:

- Tipo de daño considerado en paños verticales

Se consideran agrietamientos del tipo 1 al 9, tal como se observa en la figura

A. Ning ún da ño o da ño despreciable.B. Grietas capilares menores a 1 mm, com únmente distribuidas en el panel.C. Grietas tipo 1, 5 o 6, menores a 4 mm, grietas tipo 2, 3 o 7 menores a 2 mm.D. Grietas tipo 1, 5 o 6, menores a 10 mm, grietas tipo 2, 3 o 7 menores a 5

mm. Presencia de grietas tipo 4, 8 o 9.E. Grietas superiores a las de la clase D anterior.F. Destrucci ón del edificio.



- Tipo de da ño considerado en pa ños de mamposter ía en arco

Se consideran agrietamientos del tipo 1 al 4, como se observa en la figura(tipos de agrietamientos en muros de mampostería en arco) y las clases o calificaciones se obtienen de la siguiente manera:

A. Ningún daño o daño despreciable.B. Grietas capilares menores a 2 mm, en arcos sin viga de borde.C. Lesiones tipo 1 y 2, menores a 3 mm para arcos sin viga de borde.

Lesiones tipo 1 y 2, menores a 2 mm para arcos con viga de borde. Lesiones de aplastamiento tipo 1 o 4 en arcos sin viga de borde.

D. Lesiones tipo 1 y 2, menores a 7 mm para arcos sin viga de borde. Lesiones tipo 1 y 2, menores a 4 mm para arcos con viga de borde. Relevancia de aplastamiento con expulsión de material para arcos sin viga de borde. Síntomas de aplastamiento en arcos con vigas de borde.

E. Otra situación que supere las indicadas. Colapso parcial.F. Destrucción total.



- Tipo de daño considerado para cubiertas de teja sobre sub-estructura de madera o acero

Considera el tipo de daño esperado en cubiertas de teja, las cuales normalmente requieren de una estructura de madera o de acero soportada sobre la parte más alta de los muros resistentes. La calificación del daño se hace de la siguiente manera:

A. Ningún daño o daño despreciable.B. Caída de algunas tejas de los bordes de la cubierta.C. Ligeras desconexiones en los bordes secundarios. Desconexiones en las tejas y/o

caídas de hasta un 10% de las tejas. Ligeros desplazamientos relativos de la cubierta de hasta 5 mm.

D. Desconexiones en bordes secundarios, desplazamientos relativos entre 5 y 30 mm, desconexiones inestables entre tejas y caída de hasta un 20% de las mismas.

E. Colapso parcial de la cubierta, desmorone de los soportes principales.F. Destrucción total de la cubierta.



2.1.2 Determinación del índice de daño de la estructuraUna vez completada toda la información del daño en los elementos de cada estructura a analizarse, el siguiente paso es evaluar el índice de daño económico global del edificio.

La escala MSK-92 ha sido actualizada por las escalas EMS'92 y EMS'98 que b ásicamente corresponden a la misma definici ón dando una mayor precisi ón en los t érminos de cantidad y tipos de construcciones.



Así, una vez calificados los grados de daño en los elementos que componen el edificio ( grados A-F), es posible expresar una relación entre el grado de daño y el índice de daño global de la estructura.









2.1.3. Peritación post-terremoto

Para acometer una peritación post-terremoto se realiza una visita de reconocimiento a la zona del siniestro, se inspeccionan diferentes lugares y se investigan edificios dañados por el terremoto.

Se procede a realizar un levantamiento tanto de primer nivel como de segundo nivel, para la cuantificación del daño y para la evaluación del índice de vulnerabilidad de las estructuras de mampostería existentes.

El trabajo de campo se debe llevar a cabo a las pocas horas posteriores al sismo principal.

Se deben reconocer las más importantes deformaciones de los principales edificiosdel centro urbano objeto de estudio.

La sistemática del estudio debe dividir el equipo para acceder a todos los edificios dañados.

El objetivo final es reconocer, clasificar y orientar los daños dentro de un mismo punto de vista para poder desarrollar una cuantificación sistemática.



Efectos s ísmicos a tener en consideraci ón antes del estudio:



Elaborar un formulario para realizar una cuantificación sistemática abarcando tanto el procedimiento de primer nivel como el de segundo nivel del método de obtención del índice de vulnerabilidad, debe quedar sintetizado en una sola encuesta.

Índice de vulnerabilidad de un edificio dado. Práctica de la sesión.



La descripción de la información requerida por el formulario elaborado es la siguiente:

• Datos generales . Incluyen el número identificativo del edificio, el número de pisos, la dirección y la ciudad, la fecha en que se realizó el levantamiento, etc.

• Parámetros del edificio . La organización del sistema resistente, la tipología estructural, el estado de conservación, la posición del edificio y su cimentación.

• Tipologías de elementos . Los elementos verticales, horizontales, de cubierta y tipo de escaleras son identificados por pisos, lo cual permite definir completamente el tipo de estructura dada la posibilidad de que no se empleen materiales o tipologías similares para todos los elementos o para todos los pisos; para ello aparece la columna Nivel, que es útil para este último caso.

• Extensión y nivel del daño . Se refleja el grado de daño como porcentaje en intervalos del 10% y se le asigna un número cardinal (0-9) de acuerdo al rango referido.

• Datos métricos . Se incluyen las casillas para las mediciones de Sx,y, de la dimensión en planta del edificio, del espesor medio de los muros resistentes t muro, de la longitud total en planta de muros Lx,y .

• Alturas . Se especifica la altura de cada nivel del edificio, aunque la metodología utiliza una altura promedio para la evaluación de la resistencia convencional del mismo.

• %Área/Área . Se incluye para indicar el porcentaje del área del nivel considerado respecto al primer nivel.

• Observaciones . Casilla final, para información de utilidad posterior, como el uso.



2.2. ÍNDICE DE VULNERABILIDAD EN EDIFICIOS DE MAMPOSTERÍA PRÁCTICA

El formulario de levantamiento, consta básicamente de dos niveles: el primero, utilizado principalmente en las investigaciones post-terremoto, facilita la obtención de datos del daño sufrido por los edificios; el segundo, es utilizado para realizar la evaluación del índice de vulnerabilidad de las estructuras.

Para desarrollar el formulario de segundo nivel se han identificado once parámetros, considerados los más relevantes e influyentes en el daño que sufriría un edificio de mampostería no reforzado sujeto a la acción sísmica.

Siete de estos parámetros son puramente subjetivos , mientras que los cuatro restantes se obtienen a partir de cálculos simplificados que aseguran versatilidad y agilidad a la evaluación del Índice de vulnerabilidad.

a) Tipo y organizaci ón del sistema resistente

b) Calidad del sistema resistente

c) Resistencia convencional

d) Posici ón del edificio y de la cimentaci ón

e) Estructura horizontal

f) Configuraci ón en planta

g) Configuraci ón en elevaci ón

h) Espaciamiento entre muros

i) Tipo de cubierta

j) Elementos no estructurales

k) Estado de conservación



2.2.1 Formulario para la obtención del índice de vulnerabilidad

a) Tipo y organizaci ón del sistema resistente

Con este parámetro se evalúa el grado de organización de los elementos de la estructuraresistente vertical, sin tomar en cuenta el material utilizado. La calificación debe realizarse de acuerdo con la siguiente calificación:

A. Edificio construido de acuerdo a normativas sismo-resistentes.B. Edificio que presenta conexiones realizadas mediante vigas o zunchos de

amarre y enmarque de muros, utilizadas para transmitir las cargas verticales aplicadas a los muros en todos los niveles de la estructura.

C. Edificio que no presenta el tipo de conexiones del punto B en todos sus niveles, pero presenta buena ligazón entre sus paredes ortogonales resistentes.

D. Edificio que no tiene sus paredes resistentes bien ligadas.

Mediante este parámetro se trata de evaluar la eficacia de la estructuración existente, poniendo énfasis en evitar concentraciones de esfuerzos en puntos específicos de las paredes donde se descargan las acciones verticales



b) Calidad del sistema resistente.

Mediante este parámetro se evalúa el tipo de mampostería utilizada, diferenciándola cualitativamente por su resistencia.

La calificación se efectúa tomando en cuenta dos factores: 1) el tipo de material utilizado y la forma del elemento de mampostería 2) la homogeneidad de dicho material y de los elementos a lo largo de los paños de la

estructura.

Las instrucciones aceptan hasta 18 tipologías diferentes de mampostería, que van desdepiedra maciza con diferentes calidades de tallado y de ligazón entre las piezas, hasta bloques y ladrillos de arcilla o de mortero-cemento, variando entre prefabricados, ladrillos cocidos, tipo de arcilla utilizada, existencia de un leve refuerzo, etc.



c) Resistencia convencionalEste es un parámetro que requiere cálculos sencillos pero conceptualmente importantes. Utilizando la hipótesis del comportamiento de estructura ortogonal, cerrada (tipo cajón), se puede evaluar con bastante fiabilidad la resistencia que puede presentar un edificio frente a cargas horizontales.

Para el cálculo de la resistencia convencional se emplea un concepto muy utilizado en estructuras y en normativas de edificación, el coeficiente sísmico C, definido como la relación entre la fuerza máxima resistente horizontal y el peso del edificio

En este sentido, el cálculo del coeficiente sísmico C es similar al requerido por los códigos de construcción, es decir, simplifica al máximo la evaluación de la resistencia al corte en la base del edificio en la dirección más desfavorable.



d) Posición del edificio y de la cimentación

Con este parámetro cualitativo se intenta evaluar, mediante una inspección a simplevista, la influencia del terreno y de la cimentación.

El análisis se limita a:

- La consistencia y pendiente del terreno.

- La posible diferencia entre las cotas de cimentación

- La presencia de terraplenes no equilibrados simétricamente.

La evaluación de este parámetro parece incompleta y difícil, ya que la observación de cotas de cimentación no siempre es posible a simple vista, requiere examinar los planos estructurales de la cimentación.



e) Estructura horizontal

La calidad del esquema resistente de piso tiene una notable importancia al influir en el buen funcionamiento de los elementos resistentes verticales. Se califican los siguientes aspectos:

A. Edificios con sistemas de forjadosde cualquier naturaleza cumpliendo las tres condiciones siguientes:1. Deformabilidad despreciable en el plano del forjado.2. Conexión eficiente entre sistema de forjado y muro.3. Ausencia de planos a desnivel.

B. Edificios con sistemas de forjados como los del tipo A pero que no cumplen la condición 3.

C. Edificios con sistemas de forjados como los del tipo A pero que no cumplen las condiciones 1 y 3.

D. Edificios con sistemas de forjados de cualquier naturaleza, sin cumplir ninguna de las condiciones de los del tipo A.



A partir de experiencias en terremotos pasados, se ha observado que es de singular importancia que el sistema de forjado se encuentre bien conectado al sistema resistente vertical:

* Para poder transmitir tanto las cargas verticales que soporta el edificio, como las horizontales debidas al sismo hacia los muros y de allí a la cimentación.

Cuando dichas conexiones no se encuentran en estado aceptable:

-La vibración lateral de los muros resistentes tienden a separarse de los forjados.

-Puede suceder la caída de la estructura horizontal y el desarrollo de un gravísimo mecanismo de fallo.

-Puede darse una reacción en cadena con el resto de forjados.

-Pueden producirse altas cargas de impacto.



Por otro lado, la deficiencia de estas conexiones genera inestabilidad en la estructura global,

-Los forjados pierden capacidad de arriostrar los muros.

-Aumenta drásticamente la longitud de pandeo de los paños de los muros.

-Se debilita drásticamente la capacidad de recibir cargas.

-Finalmente, puede ser la causa del colapso total y violento de todo el edificio.

La pérdida de las conexiones entre forjado y panel/muro provocan fallos fuera del planode los paneles de la estructura vertical, perdiéndose el comportamiento monolítico tipo cajón de la estructura.



f) Configuraci ón en planta

La forma y la disposición en planta de los edificios son determinantes en su comportamiento ante excitaciones sísmicas. La asignación de las calificaciones posibles se puede explicar mediante la figura 2.2.1 (parámetros evaluadores de la configuración en planta).

El método evalúa la condición de simetría en planta de los edificios:

-Toma el parámetro de valores más altos cuando las dimensiones en planta se asemejan a secciones cuadradas sin protuberancias adicionales.

- Penaliza las secciones excesivamente alargadas o con protuberancias demasiado grandes, que pueden provocar problemas de torsión en planta y concentraciones de esfuerzos en las esquinas y en los elementos más alejados de los centros de gravedad y de rotación.



g) Configuraci ón en elevaci ón

La irregularidad en elevación de edificios de mampostería suele estar determinada por la presencia de torretas y porches. Para evaluar la presencia de torretas puede recurrirse a parámetros H y T evaluadores de la configuración en elevación.

El método califica favorablemente la inexistencia de variaciones excesivas en la masa de dos pisos consecutivos o en la superficie del porche relacionando los parámetros T y H.



h) Espaciamiento máximo entre muros

Este parámetro tiene en cuenta el posible espaciamiento excesivo entre muros ubicados transversalmente a los muros maestros. La clasificación se define en función del factor L/S, donde S es el espesor del muro maestro y L es el espaciamiento máximo entre muros transversales:

A. Estructura con L / S < 15 .B. Estructura con valores 15 ≤ L / S < 18 .C. Estructura con valores 18 ≤ L / S < 25 .D. Estructura con valores de L / S ≥ 25.

Por lo tanto, si se aumenta el espaciamiento máximo, producto de la eliminación de muros internos secundarios, se altera la vulnerabilidad sísmica del edificio.

Este es un típico efecto de ampliaciones y remodelaciones arquitectónicas como consecuencia de un cambio de uso de ciertos pisos en algunas edificaciones.



i) Tipo de cubiertaEn este parámetro se tiene en cuenta la influencia del tipo de cubierta en el comportamiento sísmico de un edificio. Factores como su tipología y peso determinan dicho comportamiento.

La clasificación se efectúa de la siguiente forma:

A. Presencia de cubierta estable con viga cumbrera o de soporte. Edificio con cubierta plana.

B. Presencia de cubierta estable y bien conectada a los paneles de mampostería, sin viga de soporte. Edificio con cubierta parcialmente estable provista de viga de soporte.

C. Presencia de cubierta inestable, pero con viga de soporte.D. Presencia de cubierta inestable sin viga de soporte.



j) Elementos no estructuralesSe intenta tener en cuenta el efecto de los elementos que no forman parte del esquema estructural resistente tales como cornisas, parapetos, balcones o cualquier elemento que sobresalga de la estructura y cuya caída pueda provocar víctimas.

k) Estado de conservaciónEl estado de conservación en que se encuentra el edificio se califica de la siguiente manera:

A. Paneles de mampostería en buenas condiciones, sin daño visible.B. Paneles con presencia de agrietamiento tipo capilar no extendido en todo el

panel, con la excepción de los casos en que dicho agrietamiento ha sido provocado por terremotos.

C. Paneles con grietas de mediano tamaño (2 a 3 mm de espesor) o con agrietamiento tipo capilar de origen sísmico. Estructuras que no presentan agrietamiento, pero que se caracterizan por un estado mediocre de conservación de los paneles.

D. Paneles que presentan un grave deterioro en las características físicas de los materiales de construcción o con agrietamiento de espesor superior a 3mm.



2.3. EVALUACIÓN DEL DAÑO EN MAMPOSTERÍA2.3.1. Comportamiento de la mampostería

La mampostería es un material con propiedades mecánicas anisótropas, es decir, se comporta de manera diferente según la dirección en que se solicite.

Desde el punto de vista estructural, el aspecto más importante que aportan las piezas de la mampostería es la resistencia a compresión, donde las propiedades del mortero no tienen mucha influencia.

Las propiedades mecánicas del mortero que más influyen en el comportamiento estructural de la mampostería son su deformabilidad y la adherencia entre las piezas.

De la primera propiedad dependen en gran medida las deformaciones totales y en parte su resistencia a la carga vertical, factores caracterizados en función de la tipología de pétreo.

Pero básicamente, la forma de ejecución, la traba y la adherencia entre el mortero y las piezas es lo que determina diferentes tipos de mampostería por la resistencia a cortante del elemento.



TensionesEl comportamiento y modos de rotura de la mampostería ante cargas axiales depende sobre todo de la interacción entre las piezas y el mortero.

Estos tienen características tenso-deformacionales diferentes, esto hace que al estar sometidos a un mismo esfuerzo se produzca una interacción entre ambos.

En esta interacción, el material menos deformable, las piezas, restringen las deformaciones transversales del material más deformable, el mortero, de manera que se introducen, en este último, tensiones a compresión de dirección transversal.

Por otro lado, en el material menos deformable se producen tensiones transversales de tracción, las cuales disminuyen su resistencia.



Tipo de roturaEl tipo de rotura por compresión más común es el producido por tracción lateral, es decir, a través de grietas verticales en las piezas, producidas por las deformaciones transversales incrementadas por el efecto de las deformaciones del mortero en las juntas.

Cuando este agrietamiento vertical es excesivo, se produce la inestabilidad del elemento y su fallo estructural.

Las acciones sísmicas pueden inducir tensiones diagonales en la mampostería, aunque otras muchas situaciones pueden provocar este tipo de solicitación:

- La existencia de asientos diferenciales - La acción de cargas gravitacionales poco uniformes o puntuales

FalloEl fallo de un muro por efecto de esfuerzos cortantes ocurre normalmente a través de grietas diagonales por efecto de tensiones diagonales. Estas grietas se forman generalmente a lo largo de las juntas, a causa de la debilidad de la unión.



2.3.2. Estudios analíticos, modelos de ensayo normativo.

Los mecanismos de rotura de diferentes tipos de mamposterías, a pesar del distinto grado de anisotropía, son bastante parecidos.

La principal diferencia detectada* en el daño producido sobre la estructura modelizadasegún el ensayo normativo se produce en el pilar contrario al que se aplican los desplazamientos. *Al disminuir la anisotropía – Aumenta el daño en el pilar.

Se puede decir que aumentar el grado de ortotropía no produce grandes cambios en la ductilidad estructural ni en los mecanismos de rotura de esta misma, pero sí que reduce notablemente la capacidad de resistir esfuerzos horizontales a cortante. Así mismo la energía disipada por la estructura es menor .

Patrones finales de agrietamiento; a) modelo experimental, b) modelo analítico mostran do la geometría deformada



2.3.2.1. Da ño local y mecanismos de roturaEl primer elemento estructural, en todos los casos, en sufrir daño estructural es la mampostería:

-Se desarrolla una fisura en diagonal desde el nudo viga-pilar correspondiente al que se aplica la fuerza hasta la base del pilar contrario.

-En caso de la presencia de una apertura, la fisura se propaga desde las esquinas de esta.

Posteriormente a la propagación de la fisura diagonal el daño se propaga a través del contacto mampostería-viga y mampostería-pilar, a la vez que se desarrolla el daño en la base de los pilares y en los extremos de la viga del pórtico.

Patrones finales de agrietamiento; a) modelo experimental, b) modelo analítico mostran do la geometría deformada.



2.3.2.2. Muro de mampostería reforzado con encadenado

Gracias al refuerzo de un encadenado en el paño de mampostería:-se consigue evitar que se produzca el efecto de pilar corto , -el refuerzo superior provoca el efecto de viga corta .

La rotura de la mampostería es diferente a la que se produce cuando es el pórtico el que confina a la mampostería: la fisura se propaga de manera diagonal desde la esquina inferior hasta el “pilar” contrario, aproximadamente la mitad de la altura del muro, para posteriormente propagarse verticalmente.

Daño local y deformada del encadenado



2.3.2.3. Conclusiones sobre la mampostería sometida a tensiones.

-La presencia de cualquier tipo de cerramiento de mampostería produce un aumento considerable en la rigidez estructural.

Esto provoca que la estructura se comporte de manera frágil, produciéndose la rotura a desplazamientos mucho menores y de manera más brusca.

-La armadura de hormigón es la encargada de dotar a la estructura de ductilidadestructural.

Con lo que, después de la rotura de la mampostería, la estructura tienda a comportarse como un pórtico sin ningún tipo de cerramiento en su interior.

-La mampostería consigue aumentar, hasta dos veces, el valor de la resistencia a fuerzas laterales en pórticos mixtos.

En ellos, el aumento de la resistencia debido a la armadura esprácticamente nulo comparado con la resistencia que ofrece la mampostería.

-Los mecanismos de rotura obtenidos mediante el análisis numérico son semejantes a los mecanismos de rotura observados en los casos reales.

Siguen los mismos patrones de fisuración diagonales, efecto clavija (macho-hembra) y efectos de viga-corta y pilar-corto, etc.

-De los índices de daño global se puede deducir un comportamiento frágil durante los primeros desplazamientos de la estructura.

Posteriormente se da un comportamiento dúctil gracias al hormigón armado.

-El confinamiento de los muros de mampostería mediante la normativa NCSR-02 consigue dotar de cierta ductilidad al muro.

Aunque es insuficiente como para aguantar los efectos posteriores a la primera rotura brusca de la mampostería y a los esfuerzos laterales.



3.1. La mejora sísmica de edificios tradicionales de muros de mampostería y estructura de madera

3.1.2.1. Formas de vulnerabilidad típica.La preparación de los ábacos de las formas típicas de vulnerabilidad para ciertos tipos de edificios están diseñados para recopilar y poner de relieve los rasgos comunes entre los diversos daños realmente verificados en los edificios.

- Rotación fuera del plano - Desplazamiento fuera del plano











3.1.2.2. Formas de vulnerabilidad espec ífica

Francesco Doglioni, en su Codice di practica , identifica seis formas de vulnerabilidad específica en factores relacionados con:

1. Los métodos de construcción originales;2. Los procesos de transformación en un edifico;3. La falta de conexiones estructurales y defectos de los elementos de cobertura

existentes;4. El deterioro estructural e indebido mantenimiento;Otras:5. Las patologías previas no suficientemente reparadas;6. Las intervenciones estructurales recientes realizadas con técnicas modernas.



1. Vinculadas a los m étodos de construcci ón originales1.1. La falta de cohesión de las paredes.1,2. Elementos que reducen la sección de la pared (chimeneas…).1,3. Soluciones estructurales inadecuadas (empujes, elementos estructurales esbeltos).1,4. Distribución particular de las aberturas en las paredes (aberturas demasiado cerca de los bordes o entre ellos; aberturas no alineadas).

2. Los procesos de transformación en un edifico2,1. Poca o ninguna conexión entre las estructuras existentes y estructuras añadidas.2,2. Bajo la acción de elementos y/o muros de carga: modificación dimensional de huecos . 2,3. Soluciones estructurales inadecuadas (tabiques o pilares que descansan directamente sobre bóvedas o cualquier tipo de pavimento);2,4. Relleno de aberturas (tapiados inconexos con el resto del muro).



3. Falta de conexiones estructurales y defectos de los elementos de cobertura existentes3,1. Poca o ninguna conexión entre las paredes (T o L).3,2. Poca o ninguna conexión entre pared y forjado (apoyo limitado o concentrado).3,3. Poca o ninguna conexión entre pared y forjado (falta de elementos perimetrales). 3,4. Contención inadecuada de las presiones (tirantes inadecuados por sección, por tamaño o por la forma de la placa de reparto, o por rotura; contrafuertes inadecuados por la posición, la forma, el tamaño, problemas en los cimientos o conexión deficiente con la pared de carga).

4. Deterioro estructural e indebido mantenimiento 4,1. El deterioro de la escayola y de las juntas (falta de revestimiento o juntas).4,2. El deterioro de elementos de mampostería, u otros pétreos (degradación propia de los elementos pétreos, -erosiones, fisuraciones por congelación-descongelación, exfoliaciones, disgregación).4,3. La degradación de los elementos de madera (debido a la presencia de agua, los ataques microbianos o biológicos, o daños ocultos por un eventual incendio histórico);4,4. La degradación de los elementos metálicos (elementos sujetos a fenómenos de oxidación avanzada o corrosión).



3.1.3. Metodolog ía para las intervenciones de mejora [1]

[1] Para m ás informaci ón sobre este apartado (3.1.3) consultad los apuntes de la asignatura Conservaci ón y mantenimiento de edificios, ED0941.

Pasos a seguir:- Conocimiento del objeto de estudio.

- Proyecto del daño:a. El examen de la grieta;b. El examen de las formas específicas de vulnerabilidad;c. Identificación de los posibles mecanismos de fallo relacionados con las formas de

vulnerabilidad típica y su adaptación al caso de estudio;d. Cálculo de potencialidades de colapso relativo a cada uno de los mecanismos

identificados.

- Identificación de las intervenciones dirigidas a modificar los mecanismos de colapso. Cada solución técnica adoptada deberá responder a la carencia identificada.



3.1.3.1. El proyecto de intervenci ón para mejorar los CIMIENTOS:

Teniendo en cuenta que:

1. Hay que actuar s ólo en presencia de discontinuidades;2. Se debe intervenir s ólo despu és de un examen sistem ático de los cimientos existentes;3. Se debe aspirar a la m áxima uniformidad en las condiciones de apoyo.

Acciones sugeridas- Las intervenciones idóneas son las que amplían la base del cimiento por recalce bajo el propio muro. Las intervenciones con micropilotes u otras intervenciones de consolidación del terreno pueden realizarse "sólo si no hay alternativas válidas", y después de una documentación detallada.

- La ampliación de la cimentación no es eficaz cuando las debilidades son causadas por capas compresibles profundas, como tal, la ampliación no modifica significativamente la intensidad de las presiones a partir de una cierta profundidad.

- Importante respetar y buscar la máxima uniformidad de la distribución de las tensiones en el terreno.



3.1.3.2. El proyecto de intervención para mejorar los MUROS PORTANTES:

La intervención debe apuntar a recuperar en la pared una resistencia sustancialmente uniforme y una continuidad en la rigidez.

Acciones sugeridas- Reparación del daño por consolidación (rejuntado puntual);- Eliminación, en su caso, de las cavidades (chimeneas, instalaciones...);- Mejora de las características de las paredes cuyo mortero es pobre o insuficiente(rejuntado en profundidad de las juntas de mortero).

Intervenciones desaconsejadas:- Las inyecciones de mezclas ligantes (realizado sólo después de una compatibilidad verificada e "inyectabilidad" del muro de mampostería);- Refuerzos armados;- Insertar elementos de hormigón armado.

Problemas potencialesLos muros a doble cara (posiblemente con un "relleno" interior) sin conectores, o muros con mortero de juntas erosionadas en profundidad o muros con juntas muy degradadas yparedes de mampuestos irregulares.



Técnicas específicas de rigidización del sistema estructural- Agregación de estructuras

Perfiles de aceroBarras de hormigónSolidarización muro-estructura

- Tirantes- Empresillado- Zunchos- Contrafuertes- Cosidos y grapados

Técnicas específicas de consolidación de muros- Recomposición y reintegración de faltas en los muros- Relleno de huecos- Pasadores transversales- Revestimiento armado- Retícula cimentada- Desmontar i volver a montar



3.1.3.2.1. Rigidización metálica

A – Tirante doble a cada lado de la pared transversal: llave en cabeza externa en hormigón armado prefabricado, llave en cabeza interior con perfil CB – Tirante desdoblado o bifurcado para anclarse a las esquinas opuestas del vano.C – Tirante en perforación sin llave en cabeza posterior e inyectado con mortero de cemento (en caso de que exista compatibilidad constructiva).D - Anclaje en el interior del vano: el conjunto se obtiene con una tabla de madera en cuyos extremos se coloca una chapa metálica anclada a la mampostería.

3.1.3.2. El proyecto de intervenci ón para mejorar los MUROS PORTANTES:



3.1.3.3. El proyecto de intervenci ón para mejorar PILARES Y COLUMNAS:Acciones sugeridas- Empresillados y otros refuerzos perimetrales (con el fin de aumentar la resistencia a la compresi ón);-Disipar o repartir la presi ón (para lograr una compresi ón uniforme).

Intervenciones desaconsejadas- Incluye los n úcleos de metal;- Pretensado;- Perforaci ón armada;



3.1.3.4. El proyecto de intervención para mejorar los ARCOS Y BÓVEDAS:Acciones sugeridas- La reparación del daño;- Colocar tirantes en los riñones.- Medidas para reducir la masa y para restringir las deformaciones del extradós con adición de peso o aligeramiento de los estribos de forma coherente a la patología.

Intervenciones desaconsejadas- Trasdosado capas de revestimiento armado.- Los tabiques de ladrillo sin conexión estructural efectiva.



3.1.3.5. El proyecto de intervención para mejorar los FORJADOS:

Acciones sugeridas

- Rigidez en el plano (los forjados de entablado de madera con un segundo entablado superpuesto ortogonalmente / mediante capas de compresión ligeras armadas).- Conexión de los forjados, vigas y losas a los muros perimetrales;- Zunchados y anclajes puntuales perimetrales;- Posible aumento de la sección resistente de las vigas madera en la zona de compresión.

Intervenciones desaconsejadasForjado de hormigón y bovedillas con zuncho perimetral / Capas de compresión de hormigón.

a) La realización de una roza para la inserción del zuncho perimetral modifica el régimen estático de la mampostería causando la migración de los esfuerzos a la cara externa;b) El nuevo forjado descansa exclusivamente sobre la cara interior del muro.c) En presencia de acciones sísmicas el forjado nuevo empuja hacia el exterior al muro causando su expulsión.





* Para distribuir mejor las acciones horizontales debido al terremotoes necesario que los forjados tengan una rigidez significativa en su plano.

3.1.3.5.1. Refuerzo con tirantes metálicos3.1.3.5.2. Refuerzo con capa de hormigón 3.1.3.5.3. Refuerzo con anclajes3.1.3.5.4. Refuerzo con suplementos longitudinales



3.1.3.6. El proyecto de intervención para mejorar la CUBIERTA:Intervenciones sugerida s- La contención de las fuerzas.- Refuerzo de la estructura.- Conexión de los elementos de madera entre sí y a las paredes de carga.- Refuerzo del punto de contacto entre el muro y la estructura de cubierta con un zuncho o tirante de madera o metálico.

Intervenciones desaconsejadas- Cambios, sustituciones o transformaciones generalizadas;- Los forjados de hormigón armado, u otras soluciones en

masa cuya rigidez sea excesiva.- Zunchos de hormigón armado.



3.1.3.6.1. Contención de los empujes y rigidización.3.1.3.6.2. Intervención en la cabeza de vigas y viguetas3.1.3.6.3. Rigidización metálica



3.2. Evaluación analítica de soluciones de refuerzo en edificios tradicionales de muros de mampostería y estructura de madera.

Tres técnicas de refuerzo y rehabilitación se han modelado y analizado para mejorar el comportamiento global de un conjunto de edificios de mampostería tradicional sometidos a la acción sísmica.

La eficacia de los diferentes enfoques se discute posteriormente en términos de control de la deformación y de análisis costo-beneficio.

3.2.2. Descripci ón del conjunto estructuralLa gran mayoría de los edificios en las ciudades históricas han sido construidos, hasta la primera mitad del siglo XX, sin criterios resistentes a los terremotos.

En muchos casos los edificios no se comportan de forma independiente. Se comparten recios muros interactuando entre sí las acciones horizontales. - Empujes- Fragilidad de las uniones y colapsos



Los edificios residenciales tradicionales representan la mayoría de los edificios de los centros históricos expuestos a seísmos cuya configuración estructural está dotada de simples muros de mampostería y estructuras de forjados y cubiertas de madera inclinadas a una o dos aguas.

3.2.3. Definición de acciones a considerar en el análisisPara el análisis se consideraron las siguientes acciones:

- Acciones permanentes (peso propio de las paredes, de los forjados y de las cubiertas).- Sobrecargas de uso.- Acción sísmica.



3.2.4. Estrategias de refuerzo evaluadas tras los análisisEl refuerzo estructural para mejorar el rendimiento de los edificios tradicionales de mampostería contra las acciones sísmicas se debe centrar en acciones acordes con el diseño original, materiales y soluciones constructivas del edificio.

Estrategias de refuerzo:a) el uso de tirantesb) la triangulación de forjados c) la consolidación de los muros de mampostería.

a) La introducción de tirantes en todos los niveles y, especialmente, a nivel de la cobertura trata de limitar los mecanismos de colapso que se generan cuando los esfuerzos provocan el movimiento de la envolvente fuera de su plano.

b) La solución de refuerzo mediante la triangulación del forjado se considera necesaria para transmitir y recibir homogéneamente los esfuerzos horizontales por medio de una mayor rigidización del forjado en su propio plano.

c) La tercera técnica fue mejorar la resistencia e isotropía de las paredes de mampostería basada en una acción de consolidación: -Picado del revoco y la colocación de pasadores transversales.

-Consolidación de juntas y relleno de vacíos.-Colocación de un mallazo de acero inoxidable en ambas caras que posteriormente serían vueltas a revestir .





3.2.5. Frecuencias naturales y formas de vibración .Al comienzo del estudio se encontró que aproximadamente entre el 65 y 70% de la masa total de la estructura pertenecía a las paredes de mampostería.

Por lo tanto, los modelos relacionados con las soluciones de refuerzo y en particular para las soluciones a y b no afectaban prácticamente al peso total de la estructura.

- En la solución del refuerzo A, tirantes de unión que unen las fachadas, los modos de vibración tienden a mostrar un movimiento menos exigente de los muros fuera de su plano en relación con la estructura original.

- La solución de refuerzo B, la rigidez de los forjados en su plano, tiende a la disminución la deformación de las paredesenvolventes y paredes medianeras. * Sin embargo, se observa que el modeloutilizado asume que las conexiones entre el forjado y las paredes son eficaces



- En la solución de refuerzo C, refuerzo muros, el modo de vibración es similar a la estructura original ya que sólo es una estructura más rígida. Pero la acción aumentó la primera frecuencia natural en un 28%.

-En el edificio que tiene doble crujía, las paredes de la fachada y medianera lateral sufren un fuerte movimiento de torsión debido a la orientación relativa de estas paredes (no perpendicular).

-Para modos de vibración más intensasurgen movimientos de torsión y, por consiguiente movimientos fuera del planode las paredes asociadas. * La solución de rigidización de los forjados en su plano (solución de refuerzo B), reduce el efecto de torsión de forma global.

- El uso de elementos rigidizadores en forjados y cubiertas de madera en edificios antiguos condiciona de formaimportante la respuesta estructural de estos edificios.



3.2.6. Interpretación de las fisuras de las paredes en base a las cargas estáticasTeniendo en cuenta las cargas que actúan sobre el edificio (peso propio y carga repartida) y suponiendo una tensión de tracción máxima en la mampostería de 50 kPa (definido por valores de revisión bibliográfica), utilizando el modelo analítico , se pueden identificar zonas donde existe tendencia a la localización de mayores tensiones y, por lo tanto, donde podría comenzar el proceso de fisuración.

- La falta de alineación vertical de las aberturas es el origen del agrietamiento observado. - Los paneles de piedra sobre las ventanas, más rígidos y menos gruesos, causan la concentración de tensiones.



3.2.7. Respuesta a la reglamentación sísmicaA partir del análisis de respuesta de la estructura a la acción sísmica considerada, se observó para todos los modelos una concentración de tensiones más altas en la parte inferior de la fachada al nivel del suelo, así como una mayor demanda de deformación(reducción significativa de la rigidez), potenciando un mecanismo de comportamiento de tipo forjado/planta débil .

El análisis de las distribuciones de tensión de tracción verifican que hay una concentración de tensiones de tracciónque induce daños locales en elementos puntuales y en sus proximidades.

Si la acción de refuerzo consiste en la consolidación de muros de mampostería, el módulo de elasticidad aumenta en proporción (aproximadamente 75%) en el valor de la resistencia a la tracción. De esta forma, la distribución de la tensión se reduce de manera significativa.



3.2.8. Perfil de desplazamiento y mecanismos potenciales de dañoPara el conjunto en estudio se identificaron inicialmente 16 perfiles de control. De entre estos, se seleccionaron 5 perfiles representativos del comportamiento y exigencias de deformación del conjunto.

El análisis de los perfiles de desplazamiento lateral desde los puntos de control trata de comprobar las diferentes soluciones de refuerzo para reducir el movimiento de las paredes fuera de su plano.

La instalación de los tirantes (solución de refuerzo A), a pesar de ser una solución menos eficaz presenta la ventaja de ser la acción estructural menos intrusiva y de costo más reducido. Téngase en cuenta que la segunda configuración de refuerzo que recurre a tirantes es mucho más eficiente, cerca del 50%.



El análisis de los perfiles de desplazamiento lateral que se presentan en el punto de control P2, en el plano de la pared de fachada N-W, parece que sólo la solución de consolidación de mampostería (solución de refuerzo C) reduce claramente el requisito de desplazamiento de la pared superior (aproximadamente 37%).

En cuanto a la solución de triangulación del forjado (solución de refuerzo B) cuyo objetivo es controlar la deformación de los muros fuera del plano, se encontró que su contribución no es tan relevante.

También se verificó que la colocación de tirantes (solución de refuerzo A) no contribuye al control de movimientos en el plano de la pared frontal

Tanto para la estructura original, como para todas las estructuras reforzadas , eldesplazamiento lateral en la dirección XX, revela una importante vulnerabilidad del conjunto a la acción sísmica.



El análisis de los esfuerzos en el punto de control P5 verificó que:

-El uso de tirantes (solución de refuerzo A) apenas reduce el desplazamiento en la parte superior (aproximadamente un 4%).-La triangulación de forjados (solución de refuerzo B), si se hace en todos los niveles, reduce el movimiento de la parte superior del muro en aproximadamente el 29%.

Si no se hiciera en todos los niveles podría ocurrir el colapso .

La acción más eficaz en la reducción de dislocaciones/desplazamientos en la dirección YYes la consolidación de mampostería (solución de refuerzo C), consiguiéndose una reducción del desplazamiento de la parte superior de aproximadamente el 50% en los puntos de control P2, P3 y P4.

Acciones complementarias dirigidas a la reducción de huecos bien aparejados, la simetría y quizá un eventual aumento del grosor de los muros sería beneficioso.



3.2.9. Mejora de la integridad estructural: análisis de costo-beneficio

La solución de refuerzo de los tirantes (A), tiene una eficiencia en el control de la deformación de los muros en su propio plano y fuera del mismo muy modesta.

La solución de refuerzo mediante la triangulación de las plantas (B) demuestra ser muy positiva frente la deformación de los muros fuera de su plano (puntos P1 y P5).

Pero negativa ante la deformación de los muros en su plano (puntos P2 y P4).

La consolidación de mampostería (C) demuestra ser la de mayor eficiencia en la reducción de las exigencias de deformación, pero es más cara y costosa (20% de la estructura).

Desde el punto de vista del binomio costo-beneficio, se deduce que la solución de rigidizar los forjados (solución de refuerzo B) se presenta como una solución conveniente/aconsejable.

Tabla 3.2.1: Estimación del valor patrimonial de lo s edificios estudiados y del coste de

las acciones de refuerzo estudiadas

Valor patrimonial estimado del conjunto 400.00 0,00 €

Acción de refuerzo CosteCoste de la acción de refuerzo

Valor patrimonial del conjunto

Solución de refuerzo A – Tirantes, configuración 28.000,00 € 2 %

Solución de refuerzo B – Triangulación de forjados48.000,00 € 12 %

Solución de refuerzo C – Consolidación de mamposterí a80.000,00 € 20 %



3.2.10. Comentarios y conclusionesLa rehabilitación de edificios antiguos integrados en las áreas históricas debe estar dirigida a:

- La evaluación de la eficiencia de determinadas soluciones de refuerzo.- La mejor comprensión del comportamiento de estos edificios antiguos.- La compatibilidad de las posibles intervenciones, mediante la correcta elección de las técnicas.

Del caso de estudio se desprende:

- La presencia de grandes aberturas o de muchas aberturas en planta baja no es beneficiosa.

- El comportamiento global de un conjunto estructural y no de edificios aislados atenúa el efecto de torsión de las estructuras.

- Los encuentros entre los forjados de madera y los muros de mampostería deben realizarse en perfecta continuidad (homogénea y firme) frente a los desplazamientos.

- La mejora de las uniones entre la estructura horizontal y los muros de mampostería debe ser una de las primeras acciones de refuerzo para mitigar el riesgo de colapso.

- El uso de tirantes para restringir la deformación sufrida por las paredes en su plano es particularmente eficaz al nivel de las cubiertas.

- La rigidización de forjados aumenta los esfuerzos sobre los muros en comparación con forjados más flexibles. Esta rigidez debe repartir la carga y la tensión uniformemente.


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CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EDIFICIOS SESIÓN 8